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高地应力下大型地下洞室拱形优化研究
引用本文:石广斌,李宁.高地应力下大型地下洞室拱形优化研究[J].应用力学学报,2005,22(4):661-664.
作者姓名:石广斌  李宁
作者单位:1. 西安理工大学,西安,710048;西北勘测设计研究院,西安,710065
2. 西安理工大学,西安,710048
基金项目:西北勘测设汁研究院科研基金资助
摘    要:高地应力区的大型洞室开挖会引起洞室拱周附近围岩应力集中和塑性区加大以及塑性应变的增加,但过高的应力集中会增加岩爆发生的几率,塑性区的加深会促使围岩失稳;洞室拱形形状会影响围岩应力集中和塑性区大小的分布,因此,以某高地应力下的大型发电洞岩体地质资料为依托,用弹塑性有限元分析高地应力地下大型发电洞室常采用的3种洞室拱形(即单心圆拱、三心圆拱和椭圆拱)对拱部围岩应力的影响,计算结果表明这种影响是非常明显的,有的应力集中系数达到3.33,无论采用哪种拱形,均避不开拱座附近应力集中现象。根据开挖后拱部围岩的塑性耗散能可以判断,无论初始地应力侧压系数是多少,椭圆拱是最优的,其次是三心圆拱。

关 键 词:高地应力  大型地下洞室  拱形优化  有限元  塑性耗散能
文章编号:1000-4939(2005)04-0661-04
收稿时间:2004-09-07
修稿时间:2004-09-072005-04-19

Arch Shape Optimization of Large Caverns Under High Land Stress
Shi Guangbin,Li Ning.Arch Shape Optimization of Large Caverns Under High Land Stress[J].Chinese Journal of Applied Mechanics,2005,22(4):661-664.
Authors:Shi Guangbin  Li Ning
Institution:Shi Guangbin~
Abstract:Excavation of lager cavern in high stress domain leads to a stress-concentration and widened plastic-area,so the probability of rock burst,and unstability of rock mass are obviosly increased.Taken a lage underground power house as an example,the influences of 3 different shapes arches on the nearby stress distribution are analyzed in detail.The computional results indicate the remarkable effects that the highest stress concentration coefficient even reaches to 3.33;and the concentration is unavoidable whatever the arch shapes are,the ellipse shaped arch is regarded as the best.
Keywords:high land stress  large cavern  arch shape optimization  the finite element  principle of energy dissipation  
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